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1、第 2 章 关系数据库设计,2.1 数据库系统的需求分析 2.2 数据库的设计过程 2.3 数据表的关系规范 2.4 产品订单管理系统数据库设计,2.1 数据库系统的需求分析,1数据库系统的系统功能分析 数据库设计的最初阶段需要了解未来用户对系统的要求，因此设计前与用户深入沟通、与有经验的设计人员交流是十分重要的。 下面以成绩管理系统为例，对其功能作简单分析。,成绩管理系统要求能录入、修改与管理学生成绩，能方便地查询到各种分析报告，如分数分布情况、最高分、最低分等，能严格地按权限对成绩进行管理，保证数据安全。 根据以上分析，该系统应有以下几个方面的功能。,（1）录入和维护各种成绩，生成数据库数
2、据。 （2）按各种方式（如按专业、班级、院系、个人和科目等）浏览成绩。 （3）能对各科成绩进行统计分析，如统计平均分、最高分、最低分、及格率及优秀率等；能输出统计报表及成绩走势图。 （4）对不及格学生能输出处理信息，能根据补考成绩刷新相关课程的成绩。,（5）相关课程的教师和管理员对成绩进行维护，维护时应有严格时间限制及相应的权限，成绩修改要有修改原因、修改时间等。 总之，分析系统功能，是为了明确用户的各种需求，了解系统到底需要什么样的数据，以便设计数据库。,2数据库需求分析 根据成绩管理系统的系统功能分析，可以总结出该系统的数据库应包括以下几种基本信息。 （1）成绩录入。数据信息应包括学生的学
3、号、考试课程代码和成绩属性，对成绩有约束条件，如不得超过100分。,（2）可以按班级、专业、院系等进行成绩的分析和统计。学生的学号、姓名、性别、班级、专业和院系等，是分析和统计数据的基本信息来源。 （3）学生补考。补考信息应包含学号、课程代码和补考成绩。,（4）考虑各种方式的浏览查询，可设置课程信息（如课程代码、课程名称、学分）、院系信息（院系代码、名称）和专业信息（专业代码、名称、说明）。 数据库的分析建立在整个系统需求的基础上，对不同的系统、不同的需求，考虑的数据库内容亦不相同。,2.2 数据库的设计过程,2.2.1 数据库设计步骤 数据库设计应分为6个阶段进行，这6个阶段是需求分析、概念
4、结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、应用程序设计、数据库运行与维护，如图2-1所示。,图2-1 数据库设计的基本步骤,（1）需求分析阶段 需求分析阶段是数据库设计的第一步，也是最困难、最耗时的一步。要准确了解并分析用户对系统的需要和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能。 （2）概念结构设计阶段 概念结构设计阶段是整个数据库设计的关键。其目标是产生一个反映信息需求的、独立于具体DBMS的概念模型。概念模型可以用实体联系模型（E-R模型）表示。,（3）逻辑结构设计阶段 逻辑结构设计阶段将概念结构转换为某个DBMS支持的数据模型，并将其性能进行优化。 （4）物理结构设计阶段 物理结构设计阶段是数
5、据库逻辑结构在存储设备上的实现。如对数据库怎样组织存储才能使得逻辑级的操作方便、快捷等。对关系数据库，物理设计只有少量工作可以由用户选择和干预，绝大部分工作是DBMS自动完成的。,（5）应用程序设计阶段 系统设计人员要运用DBMS提供的数据操作语言和宿主语言，根据数据库的逻辑设计和物理设计的结果建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库并进行系统试运行。 （6）数据库运行与维护 数据库应用系统经过运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中，必须不断地对其结构性能进行评价、调整和修改。,2.2.2 实体集的设计 在系统需求分析的基础上，可以得到以下实体。 1学生基本信息实体 2成绩信息实体
6、 3补考成绩信息实体 4专业信息实体 5院系信息实体 6课程信息实体,2.2.3 建立E-R图 根据实体集设计E-R图。E-R图中用矩形表示实体；实体的属性用椭圆表示，并用无向边把实体与属性联系起来；实体之间的关系用菱形表示，用无向边把菱形与有关实体连接起来。 1实体和属性E-R图 各实体属性E-R图如图2-2、图2-3、图2-4、图2-5和图2-6所示。,图2-2 学生属性E-R图,图2-3 成绩属性E-R图,图2-6 专业属性E-R图,图2-7 院系属性E-R图,2实体和联系E-R图 实体之间存在以下关系。 一名学生有几门考试成绩，学生与成绩之间是一对多的关系；补考成绩与成绩之间是一对一的
7、关系；一门课有很多成绩，课程与成绩、课程与补考成绩是一对多的关系；一个专业有多名学生，学生与专业之间是多对一的关系；一个院系可以有多个专业，专业与院系之间是多对一的关系。故有以下实体-联系图（E-R图）。,图2-8 学生成绩管理系统E-R图,2.3 数据表的关系规范,2.3.1 第一范式（1NF） 11NF的定义 关系模式R的所有属性均为简单属性，即每个属性都是不可再分的，则称R属于第一范式。,2应用 应用第一范式检验学生成绩管理系统中的关系没有存在属性再分问题，满足第一范式要求。,2.3.2 第二范式（2NF） 12NF的定义 关系模式R满足第一范式，R中的所有非主属性都完全依赖于任意一个候
8、选关键字，则称关系R属于第二范式。 2应用 应用第一范式检验成绩关系没有存在属性再分问题，满足第一范式要求。,2.3.3 第三范式（3NF） 13NF的定义 关系模式R满足第一、第二范式，R中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递信赖，则称关系R属于第三范式。 3NF是一个可用的关系模式应满足的最低范式，即一个关系如果不服从3NF，实际上它是不能使用的。,2.3.4 规范化小结 规范化的目的是使结构更合理，消除存储异常，使数据冗余尽量小，便于插入、删除和更新。其根本目标是节省存储空间，避免数据不一致性，提高对关系的操作效率。 关系模式的规范化过程是通过对关系模式的分解来实现的。,一个关系分
9、解成多个关系，最基本的要求是分解后不丢失原来的信息，这些信息不仅包括数据本身，而且包括由函数依赖所表示的数据之间的相互制约。分解一个关系模式可以得到不同关系模式集合，分解方法不是惟一的，最小冗余的要求必须以分解后的数据库能表达原来数据库的所有信息为前提。,2.4 产品订单管理系统数据库设计,产品订单管理系统可以对经销商的订单及销售进行全面管理，方便各级管理人员及时掌握各种产品的销售数据，可以对企业的运作进行快速有效的管理和决策。建立一个好的管理系统可以提高企业的运作效率，为企业立足于信息化社会提供有力的保障。,2.4.1 系统需求分析 对于以分销为主要销售渠道的销售公司来说，分销商既是他们的合
10、作伙伴，又是他们销售服务的前沿驻地。 假设某一企业是一家大型的制造厂，其产品种类多达上百种，具体的销售委托给属下销售公司来进行，再由分销商直接将产品销售给最终客户。,随着业务的不断深入，企业渠道管理流程中的矛盾也时有发生，出现的最为突出的问题是，在销售管理环节中，企业无法有效地管理各销售人员的销售活动信息，体现在以下几点。 （1）销售人员互相压价竞争，会扰乱市场秩序。,（2）如果销售人员的销售提成数据通过手工方式上报给企业，数据的准确性不高，也会使企业遭受一定的损失；另外，手工报表限制了每个销售人员上报销售报表的次数。 （3）在订单管理环节中，每天来自各地的订货量很大，需要客户服务部门的职员手
11、工输入到内部的管理系统中，这将会造成人力资源的浪费和人为失误、效率低下、错误率高、订货步骤冗长以及分销商的投诉等很多问题。,（4）不采用先进的技术，其结果是，沟通存在着严重滞后，企业根本无法对分销商的进货情况做出及时的响应，也难以准确地统计各产品的销售情况。同时，由于手工上报的数据准确性低、不及时，很难为企业提供所需要的市场分析数据，有时会影响到企业生产、采购、储运部门的正确决策，最终是用户的满意率下降。 根据以上对销售公司的需求分析，一套合适的产品订单管理系统，对实现便捷高效的数字化管理是十分必要的。,2.4.2 系统分析 1系统功能分析 2业务功能分析 3主要功能 4功能模块,图2-9 系
12、统功能模块图,2.4.3 数据库设计 1E-R模式 系统的E-R模式，如图2-10所示。,图2-10 系统E-R图, 客户及订单的关系是对多的关系，一位客户可能签订几个订单。 订单与订单明细的关系是一对多的关系，一个订单可能产生多个订单明细。 产品与订单明细的关系是一对多的关系，一个产品可符合多个订单明细。, 订单与付费的关系是一对多的关系，一个订单可以采用不同的付费方式付费。 职员与订单的关系是一对多的关系，一个职员可以接洽多个订单。 订单与装运方式的关系是一对一的关系，一个订单只能采用一种装运方式运输。,2关系（实体及其属性） 关系中实体及其属性介绍如下。 产品（产品标识、产品名称、单价）
13、。 订单（订单标识、客户标识、职员标识、订购日期、订单编号、收货方名称、收货方地址、收货方城市、收货方省/自治区、收货方邮政编码、收货方国家、收货方电话号码、发货日期、装运方式标识、运费、营业税率）, 订单明细表（订单明细标识、订单标识、产品标识、数量、单价、折扣） 付费（付费标识、订单标识、付费金额、付费日期、信用卡号、持卡人姓名、信用卡到期日、信用卡权限、付费方式标识） 付费方式（付费方式标识、付费方式、是否使用信用卡）, 客户（客户标识、公司名称、联系人姓名、账单邮寄地址、城市、省/自治区、邮政编码、国家/地区、联系人职务、电话号码、传真号码、电子邮件地址） 职员（职员标识、姓名、性别、职务、电子邮件名、家庭电话、工作电话、照片） 装运方式（装运方式标识、装运方式）,
